宇宙射线或湍流可抑制冷却流(而热加热或动量注入则失效)
星系天体物理
2020-01-08 v1
摘要
熄火‘维持’与‘冷却流’问题从银河系到大质量星系团椭圆星系都十分重要。先前研究表明,除恒星和纯磁流体力学过程所提供的能量外,还需要某种能量来源,可能来自 AGN,但即便该能量输入的定性形式仍不确定。不同情景包括热‘加热’、直接风或动量注入、宇宙射线加热或压力支撑,或对星系团内介质(ICM)的湍流‘搅动’。我们利用高分辨率非宇宙学模拟,在 FIRE-2(真实环境反馈)恒星反馈模型中研究这些情景,包含简化的玩具能量注入模型,其中我们任意改变能量强度、注入尺度和物理形式。我们探究哪些情景能够在不违反能学或 ICM 气体的观测约束下实现熄火。我们表明,在中心约 100 kpc 内的湍流搅动或宇宙射线注入,都能以 modest 能量输入在 >Gyr 时间尺度上维持稳定的低恒星形成率晕,通过提供非热压力稳定降低核密度与冷却率。在这两种情况下,相关的热加热过程均可忽略。湍流搅动在将冷凝核气体混入更热晕中的同时保留冷核特征,且是迄今最节能的模型。纯热加热或核各向同性动量注入需要大得多的能量,在较低质量晕中效率更低,容易过热核区,并且需要精细调节以避免驱动非物理温度梯度或气体从晕中心喷出。
引用
@article{arxiv.1812.03997,
title = {Cosmic Rays or Turbulence can Suppress Cooling Flows (Where Thermal Heating or Momentum Injection Fail)},
author = {Kung-Yi Su and Philip F. Hopkins and Christopher C. Hayward and Claude-André Faucher-Giguère and Dušan Kereš and Xiangcheng Ma and Matthew E. Orr and T. K. Chan and Victor H. Robles},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.03997},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 16 figures